闽西乐东拟单性木兰天然林的种群结构与人工栽培研究

罗登胜

(连城县朋口林业站，福建 龙岩 366200)



闽西乐东拟单性木兰天然林的种群结构与人工栽培研究

罗登胜

(连城县朋口林业站，福建 龙岩 366200)

摘要采用空间代时间和匀滑技术，通过编制种群静态生命表和生存分析，对福建省连城县乐东拟单性木兰的种群结构进行了分析，并对人工林栽培效果进行了调查，结果表明：乐东拟单性木兰种群年龄结构似金字塔形，Ⅰ级、Ⅱ级数量较多，在Ⅲ级、Ⅳ级种群出现断层，种群存活率曲线属于Deevey Ⅲ型，在整个生命过程中，共出现3次死亡高峰，第Ⅱ级、Ⅳ级、Ⅶ级死亡率较高，种群在第Ⅰ级生存率较高而死亡率较低，进入第Ⅱ级之后，生存率急剧降低，累积死亡率急剧升高；11年生东拟单性木兰与杉木生长无显著差异，但在后期的培育过程中，应对杉木进行适当修枝或疏伐，以促进东拟单性木兰的生长。

关键词乐东拟单性木兰；种群结构；生命表；生存分析；栽培

拟单性木兰属(Parakmeria)是中国特有寡种属，花杂性和心皮退化在木兰科中少见，是重要的研究材料。乐东拟单性木兰(Parakmerialotungensis)为我国珍稀濒危保护植物，花形美丽，略有香味，是优良的绿化树种，木材心材明显，可供建筑和家具等用，其分布范围多达8 个省区，但种群内个体数量大多较为稀少，分布呈岛屿状。研究发现，在闽北乐东拟单性木兰天然群落中，幼苗数量较多，也有一定数量的大树，但中树阶段出现断层，在长期演替中，将被其他耐阴性树种替代。乐东拟单性木兰喜光性较强，有研究表明，在马尾松低产林下套种乐东拟单性木兰，随着马尾松林郁闭度的增大，乐东拟单性木兰的生长量下降，应在适当时间对马尾松进行疏伐，增加林内透光度，提高乐东拟单性木兰的成活率和生长量。由于林内天然更新不良，加之近年来人为破坏严重，乐东拟单性木兰野生资源日益减少，已面临灭绝的危险，因此，其野生资源的保育和人工栽培与扩繁[4,5]已经引起了林业工作者的重视。福建省连城县分布有一定数量的乐东拟单性木兰天然林，为加快其保育与扩繁，在连城县苣溪镇建立了采种基地，并开展了一定面积的人工林培育。为进一步了解乐东拟单性木兰的生态学特性，笔者采用种群生命表和生存分析对连城县乐东拟单性木兰天然林的种群结构进行了分析，并对人工林栽培效果进行了调查，以期为更好地开展就地保护和迁地保护提供参考资料。

1研究区概况

连城县地处福建西部山区武夷山脉南段，25°13″—25°26″ N，116°32″—117°10″ E，日照充足，雨量充沛，被誉为北回归线上的绿洲和基因库。境内各地年均气温13.8～19.5 ℃，县城为18.9 ℃；年平均雨量 1 734.4 mm，年平均日照时数1 760.7 h，全县降雨量大多集中在梅雨期，其次为春季；年平均水汽压18.2 hPa，相对湿度78%，年中各月相差不大，3—6月为80%～82%，10～2月较小，变化在75%～79%之间，全年无霜期通常为291 d。

2材料与方法

2.1样地选择

乐东拟单性木兰天然林位于连城县苣溪镇厦庄村池屋50林班1大班4小班，面积5.5 hm2，优势种为乐东拟单性木兰和甜槠(Castanopsiseyrei)；人工林位于夏庄村大岭头48林班5大班3小班，2005年春季采用1年生苗木，在杉木(Cunninghamialanceolata)采伐迹地上造林，穴状整地，株行距2 m×2.5 m，造林后杉木根桩自然萌芽，现与乐东拟单性木兰呈1∶1带状混交状态，林龄11 a，两处样地海拔均为850～900 m。

2.2调查方法

天然林调查方法：2016年3月，采用相邻格子样方法对乐东拟单性木兰天然林进行调查，设置3个20 m×20 m的固定样地，对样地内所有乐东拟单性木兰进行每木调查，记录株数、胸径、地径、树高、冠幅等指标。

人工林调查方法：天然林调查结束后，在人工林中各选择3条杉木和乐东拟单性木兰林带，长度50 m，对林带中的植株进行每木调查，记录株数、胸径、树高、冠幅、保存率等。

2.3数据计算

天然林种群结构划分：采用胸径代替年龄，进行种群结构划分，Ⅰ级：苗高<1 m；Ⅱ级：苗高>1 m，胸径小于5 cm；Ⅲ级：胸径5～15 cm；Ⅳ级：胸径15～30 cm；Ⅴ级：胸径30～40 cm；Ⅵ级：胸径40～50 cm；Ⅶ级：胸径50～60 cm；Ⅷ级：胸径>60 cm。

种群特定时间静态生命表编制和生存分析计算参考文献的方法，针对龄级结构中出现的种群数量波动，采用匀滑技术进行数据修正。

生存函数Si=p1p2…pi(pi为存活频率，pi=1-qi)；

积累死亡率函数Fi=1-Si；

死亡密度函数f(ti)= (Si-1-Si)/hi= (Siqi)/hi(hi为龄级宽度；qi为死亡频率)；

危险率函数λ(ti)=f(ti)/S(ti)=2qi/hi(1+pi)。

采用Excel 2003中的数据分析工具进行回归分析、单因素方差分析和图表制作。

3结果与分析

3.1天然林中乐东拟单性木兰种群的年龄结构

根据野外调查数据，在1 200 m2的天然林样地中，共出现乐东拟单性木兰390株，以龄级为横坐标，以各龄级存活数为纵坐标，绘制了天然林中乐东拟单性木兰种群的年龄结构，结果显示：乐东拟单性木兰种群年龄结构似金字塔形，Ⅰ级、Ⅱ级数量较多，共出现378株，也存在一定数量的大树，胸径35 cm以上的有12株，但Ⅲ级、Ⅳ级出现断层，这与何国生等报道的闽北乐东拟单性木兰天然林群落结构较为一致，即从幼树向中树和大树过度的时候，存在较高的死亡率。

3.2乐东拟单性木兰种群静态生命表

表1　乐东拟单性木兰种群静态生命表

注：x-单位时间；ax-在龄级内现存的个体数；a`x-修正的个体数；lx-在x时间开始时标准化存活个体数；dx-从x到x+1时间间隔期标准化死亡数；qx-从x到x+1时间间隔期限内死亡率；Lx-从x到x+1时间间隔内还存活的个体数；Tx-从x时间(径级)到超过x时间(径级)的个体总数；Ex-进入x径级个体生命期望寿命；Kx-各年龄组致死力(损失度)

采用匀滑技术对野外调查数据进行修正后建立种群生命表，由种群静态生命表可见，乐东拟单性木兰的年龄结构存在明显的波动性，幼苗数量较多，胸径>5 cm时数量急剧减少，大树数量稳定，幼树向中树过度时死亡率较高，致死力Kx值显著高于其他龄级，Ex值在第Ⅴ级达到最大，是种群生理旺盛期，之后Ex值降低，即种群出现衰退。

以龄级为横坐标，以存活数的自然对数lnlx为纵坐标，绘制种群存活率曲线，由图1可见，乐东拟单性木兰种群存活率曲线拟合方程为y= -2.877 Ln(x) + 6.717 3(R2= 0.969 7)，曲线呈凹型，属于Deevey Ⅲ型；由死亡率可见，在乐东拟单性木兰的生命过程中，共出现3次死亡高峰，在第Ⅱ级、Ⅳ级、Ⅶ级死亡率较高，即在幼树向中树、中树向大树的过渡阶段，都伴随着个体数目的不断减少。

3.3乐东拟单性木兰种群生存分析

由图2可见，乐东拟单性木兰种群生存函数和死亡密度函数单调下降，积累死亡率函数单调上升，种群在第Ⅰ级出现较高的生存率和较低的死亡率，进入第Ⅱ级之后，生存率急剧降低，而累积死亡率急剧升高，此后，累积死亡率居高不下，第Ⅳ级之后，种群的生存率已不足1%，累积死亡率大于99%，即在此之后，乐东拟单性木兰种群进入了生理衰退期；危险率函数呈波动下降趋势，在第Ⅵ级又出现明显的峰值，而此时的死亡密度函数并不大，这可能与种群整体进入衰老期，危险率较高有关。

3.4乐东拟单性木兰人工林的栽培效果

由图3可见，11年生乐东拟单性木兰与杉木混交人工林中，两树种的胸径和树高生长量没有显著差异(P>0.05)，乐东拟单性木兰的胸径为9.39±3.28 cm、树高为8±1.25 m，杉木的胸径为10.67±4.06 cm、树高为8.5±1.75 m。

4结论

野外调查数据显示，乐东拟单性木兰种群年龄结构似金字塔形，1 200m2的样地中，共发现390株，Ⅰ级、Ⅱ级数量较多，共378株，胸径35cm以上的有12株，在Ⅲ级、Ⅳ级种群出现断层，可见，从幼树向中树和大树过渡时，乐东拟单性木兰种群存在较高的死亡率。

乐东拟单性木兰种群存活率曲线属于DeeveyⅢ型，在整个生命过程中，共出现3次死亡高峰，在第Ⅱ级、Ⅳ级、Ⅶ级死亡率较高，在幼树向中树、中树向大树的过渡阶段，都伴随着个体数目的不断减少。

生存分析表明，乐东拟单性木兰种群在第Ⅰ级生存率较高而死亡率较低，进入第Ⅱ级之后，生存率急剧降低，累积死亡率急剧升高，可见，乐东拟单性木兰种群在幼树向中树、大树过渡的时候，应给予适度的人为干扰，改善林内透光条件，促进其天然更新。

由人工林生长情况可见，11年生乐东拟单性木兰与杉木生长无显著差异，但杉木的树高和胸径均高于乐东拟单性木兰，由种群结构分析可见，乐东拟单性木兰喜光性较强，在后期的生长中必然受到杉木的影响，因此，在后期的培育过程中，应对杉木进行适当修枝或疏伐，以促进乐东拟单性木兰的生长。

参考文献：

[1]陈红锋，张荣京，周劲松，等. 濒危植物乐东拟单性木兰的分布现状与保护策略. 植物科学学报,2011,29(4): 452-458

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[3]陈清海. 泉州森林公园马尾松低产林套种乐东拟单性木兰效应研究. 绿色科技,2015(3): 49-50

[4]徐奎源，徐永星. 乐东拟单性木兰培育技术. 华东森林经理,2004,18(3): 18-20

[5]袁冬明，林磊，严春风. 乐东拟单性木兰容器大苗培育技术研究. 浙江林业科技,2010,30(6): 43-47

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Population Structure ofParakmerialotungensisNatural Forest and its Artificial Cultivation

Luo Dengsheng

(Pengkou Forestry Station of Liancheng County,Longyan 366200,China)

AbstractUsing the age class structure represented by DBH class and smooth technology,through the population static life table and survival analysis,population structure of Parakmeria lotungensis in Liancheng County of Fujian Province were analyzed. Cultivation effects of the plantation were investigated. Result shows that age structure of P. lotungensis population like a pyramid,grade Ⅰ,gradeⅡ in larger quantities,in grade Ⅲ,grade Ⅳ populations occurs fault;the curve of survival rate of the population belongs to Deevey Ⅲ type;throughout the life course,a total of death peak occurred three times;the mortality rate of grade Ⅱ,grade Ⅳ,grade Ⅶ are higher;the population at grade Ⅰ higher survival rate and lower mortality rates,after entering the second level Ⅱ,drastically reduced the survival rate,cumulative mortality sharply increased;11-year-old Parakmeria lotungensiswith the growth of Chinese fir was no significant difference,but in the latter part of the nurturing process,the appropriate thinning or pruning response of Cunninghamia lanceolata should be conducted in order to promote growth of P. lotungensis.

Key wordsParakmeria lotungensis;population structure;life table;survival analysis;cultivation

文章编号：1005-5215(2016)07-0018-03

收稿日期：2016-05-05

作者简介：罗登胜(1971-)，福建连城人，工程师，现从事森林培育研究.

中图分类号：S718.542

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.004